[发明专利]一种抑制卤氧化铋光腐蚀的方法

说明书

本发明涉及一种抑制卤氧化铋光腐蚀的方法，属于光催化材料技术领域。纯的卤氧化铋在光催化过程中会在其表面生成一圈钝化层（Bi₂O₃），严重阻碍了其光催化性能的表达。本发明通过原位光沉积硝酸钴，生成的氧化钴助催化剂与卤素原子发生合金化效应，形成三氧化钴铋（BiCoO₃）合金，包裹住卤氧化铋，有效抑制了其光腐蚀的同时提高了其光催化性能。本发明提供的制备方法，材料廉价，过程简单，条件可控，所得的三氧化钴铋（BiCoO₃）合金能有效改善卤氧化铋的光电化学性质，促进其电荷分离，并提高其光催化性能。

技术领域

本发明涉及一种抑制卤氧化铋光腐蚀的方法，属于光催化材料技术领域。

背景技术

随着现代工业的发展和化石燃料的大量燃烧，环境污染以及能源短缺问题日益严重。因此，治理环境污染和开发可再生清洁能源对发展国民经济、实现可持续发展具有重大的意义（Nat Mater., 2017, 16, 23-34）。太阳能作为一种清洁、高效、安全的可再生能源已受到人们的广泛关注，特别是利用半导体光催化技术将低密度的太阳能转化为高密度的化学能并应用于有机污染物的降解、人工光合成固定CO₂、光催化制氢制氧以及有机官能团的转换，在解决环境污染和能源短缺问题具有广阔的应用前景，所以开发高效高稳定的光催化剂是半导体光催化技术实现大规模应用的前提（Adv Mater., 2016, 28, 5778-93;J. Am. Chem. Soc., 2014, 136, 16728-31）。

卤氧化铋（BiOX, X=Cl, Br, I）是层状化合物，属P4/nmm空间群中，由[Bi₂O₂]²⁺层夹在两层X^-离子之间组成，因其具有优异的光学、电学性质（Nanoscale., 2014, 6, 2009-2026），目前已被广泛应用于制药（Chem. Rev., 1999, 99, 2601-2657）、染料（Prog. Org.Coat., 2005, 54, 150-163）、催化剂（Appl. Catal., A, 2001, 206, 237-244）以及气体传感器（Sens. Actuators, B, 2012, 173, 100-105）等领域。然而，卤氧化铋经过长时间的光照其表面容易发生光腐蚀，导致其性能大幅下降，严重阻碍了其在光催化领域内的使用。因此，开发一种绿色、便捷、可控的抑制卤氧化铋光腐蚀的方法具有极其重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种抑制卤氧化铋光腐蚀的方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种抑制卤氧化铋光腐蚀的方法，在卤氧化铋表面负载助催化剂三氧化钴铋BiCoO₃抑制卤氧化铋光腐蚀；所述的卤氧化铋BiOX包括氯氧铋BiOCl，溴氧铋BiOBr或碘氧铋BiOI。

具体方法是将BiOX和六水合硝酸钴Co(NO₃)₂·6H₂O在水溶液中，通过原位光沉积，以合金化的方式形成BiCoO₃而负载在BiOX的表面。

其中所述原位光沉积的光源为氙灯，具体是在空气氛围下，以波长大于300 nm的紫外光光照10~60 min。

其中所述BiCoO₃的负载量在0.1~10 wt. %之间。

一种三氧钴铋BiCoO₃/卤氧化铋BiOX复合材料，所述BiCoO₃是以原位光沉积合金化方式负载在BiOX表面；所述卤氧化铋为卤氧化铋纳米片。